27.5 : Çarpma Yüklemesi

Çarpma yüklemesi, hareketli bir nesnenin, bir ucunda sabit kesit alanı olan bir çubuk gibi sabit bir yapıyla çarpışması sonucu meydana gelir. Bu koşullar altında çubuk, çarpan nesnenin kinetik enerjisini emerek deformasyona ve ardından gerilim oluşumuna yol açar. Çubuk orijinal konumuna döndüğünde ve maksimum gerilime ulaştığında, başlangıçta kinetik enerji olarak ortaya çıkan emilen enerji, tamamen gerinim enerjisine dönüşür.

Malzemenin kalıcı bir hasara uğramadan başlangıç ​​şekline döndüğü esnek deformasyon durumlarında, maksimum deformasyon noktasında biriken gerinim enerjisi, hareket eden nesnenin kinetik enerjisine eşdeğerdir. Bu eşdeğerlik, ısınma veya geri tepme nedeniyle hiçbir enerjinin kaybolmadığını varsayar; bu, pratik ortamlarda tipik olarak bulunmayan bir idealleştirmedir. Bu ilişkiden, çarpan nesnenin hızına ve kütlesine ve çubuğun esneklik modülüne bağlı olarak çubuğun maruz kaldığı maksimum gerilim elde edilebilir.

Bu analizde yapılan varsayımlar, mühendislik tasarımında muhafazakar bir yaklaşıma yol açarak yapıların beklenmedik kuvvetlere dayanabilmesini sağlar. Bu yaklaşım genellikle aşırı mühendislikle, enerji kayıplarını ve teorik modelin kapsamadığı diğer dinamikleri hesaba katmak için güvenlik faktörlerini dahil etmekle sonuçlanır.